内容标题1

论文详细叙述了一维纳米材料凹凸棒土(ATP)的发现、分布、产量以及在聚合物中作为填充材料的应用，作为一种天然的纳米材料，ATP具有强大的吸附能力、良好的耐酸碱『性、流变性、填充性，并且具有较好的离子交换、热稳定、抗盐、抗凝胶、造浆和高温相变等功能，目前，在我国ATP的应用还处在较低⌒　的水平。论文从ATP作为一种理想的聚合物填料角度出发，主要研究了它的∩表面改性(有机化)及聚合物包裹，对其形态及分散性作了表征。为凹凸棒土/聚合物复合＠ 材料的开发应用提供了有益的数据。取得了如下☆的成果〓： 一：ATP的■提纯的与有机化改性： 论文以我省的ATP为原料，利用水◆化法将其提纯。该方法的特点是：简便、高效、纯度好。 将提纯的ATP分散在水中〗，加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为改性剂︻，经超声波处理，即可完成其表面ω　有机化改性。改性原理可以认为是阳】离子季胺盐与ATP表面的粒子交换，也是不同电荷(ATP表面带负电√荷)的静电◎吸附作用。论文探索了不同洗涤条件对org-ATP亲水性和亲油性的影响，并从表层结构给予了解释。 二：核.壳结构的ATP@Polymer复合物︾颗粒的制备和表征： 1.1凹凸棒土/聚苯乙烯纳米复合材料的制备： Org-ATP用乙醇洗涤三遍，水洗一遍，可以得到外层的CTAB有机链分子除尽的单层结构的有机化凹凸棒土々，干燥。将干燥的有机化ATP分散在苯乙烯(St)单体中，可以得到稳定性良好』的悬浮液，在家用微波炉中加热引发本█体聚合，制备得到了不同凹凸棒土含量的ATP/PS纳米复合材料。采用透射电镜表征，发现在PS中ATP呈现单根分◥散：热失重表征则显示ATP的加入使聚合物的ㄨ热性能得到了明显的改善。 1.2.ATP@PS核-壳结构复合物颗粒的制备在ATP有机化处理的改性液中直↘接进行的乳液←聚合反应，采用的单体是苯乙烯，苯乙烯单体在超声波的振荡作用下扩散进入ATP棒晶表面的双层有机链结构中。当反应在超声》波中加热时，所形成的单体包裹棒晶的结构比较稳定，聚→合完成时，就可以▂得到核-壳结构的ATP@PS颗粒。经TEM分析，短的棒晶◢包裹比较好，得到的复合物颗粒形状类似枣子或者说类★似橄榄；长的棒晶在其表面形成粗大的棒状包裹。当反应在电磁搅拌情况下进行时，单体ζ包裹棒晶的结构则被破坏，聚合后，就会得到珠串结构的ATP@PS复合物颗粒，可以发现在棒晶的表面粘满了聚苯乙烯小球，小球对棒晶↙形成包裹。加入的苯乙烯越多，包裹在棒晶◥外面的小球越多。 2.ATP@PMMA核.壳结构复合物颗粒的制●备和表征： 将双层org-ATP分散在水中，可以得到稳定性良好的悬浮液，向体系中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体，在超声波∮振荡作用下，单体扩散到棒晶表面的有机层中，对棒晶形成包裹，在超声波中加热聚合，可以得到◤核ㄨ-壳结构的复合物颗粒。当体系中单体加入量比较少时，得到类似于变粗的棒晶核-壳结构的复合物颗粒。当单体加入量逐渐增多时◥，在体系中既存在PMMA对ATP的整体包裹㊣　，也存在PMMA自聚颗粒和未包裹的ATP棒晶共存的⊙现象。 3.ATP@DP双层聚合物结构的复合物颗粒的制备和表征： 论文将多次离心分离得到粒径较小org-ATP，分散在水中，加入MMA，在超声波作用下╲，单体扩散进入棒晶表面有机层中，加入』引发剂，在超声波中加热聚合1小时，得到ATP@PMMA复合物颗粒，此时的体系依旧有好的稳定性，再向其中加入第二单体St，超声振荡24小时，使St充分的扩散进入PMMA层中，再次引发聚合反应，可以得到外层■为PS内层为PMMA的双层聚合物包裹的ATP@DP复合物颗粒。并对分散性和形态作了表征。 4.核-壳结构的ATP@PANI导电聚※合物颗粒的制备和表征： 在ATP棒晶表面存在有负电≡中心，使得ATP对具有阳离子结构的物质有好的吸附性。苯胺(aniline)与盐酸通过氧化偶联聚合可以制备得到盐酸掺杂的聚苯胺(polyaniline，简写为PANI)，有好的〇导电性。苯胺可以与盐酸反应得到具有季胺盐阳离子结构的苯胺盐酸盐，此季胺盐可以吸附在棒晶的表面，它既是ATP的表面改性剂又是合成PANI的反应物。当加入氧化剂进行氧化偶联反应，可以得到︽核-壳结构的ATP@PANI导电聚合物颗粒。对其进行透射电镜的观测，发现PANI包裹▲凹凸棒土棒晶形成枣子形状的核-壳结构的ATP@PANI；对其进行电导的表征，发现々具有好的导电卐性，这是由于PANI包裹棒晶的表面形成一个连续的层。

    关键词：
    凹凸棒土-聚合物纳米复合材料 表面改性 材料制备 导电性
    作者：
    刘玉山
    学位授予单位：
    兰州大学
    授予学位：
    博士
    学科专业：
    化学 高分子化学与物◥理
    导师姓名：
    苏致兴
    学位年度：
    2008
    语种：
    中文
    分类号：
    TB33 TB383
    在线出版日期：
    2008年12月01日